！墨塑！Ｑ鲤二兰！丝
ＣＮ４ｌ—１１４８／ＴＨ
轴承２０１１年４期
Ｂｅａｒｉｎｇ２０１１，Ｎｏ．４
ｌ一３
．一产品设计与应用◆
斜撑式超越离合器楔角的计算分析
李慎华，陈怀刚
（洛阳轴研科技股份有限公司，河南
洛阳４７１０３９）
摘要：介绍了斜撑式超越离合器的结构及工作原理，推导了该离合器的自锁条件与初始楔角，为斜撑式超越离合器的设计提供理论依据，最后分析了内、外环的磨损对工作楔角的影响。关键词：斜撑式超越离合器；初始楔角；工作楔角；斜撑块；自锁中图分类号：ＴＨｌ３３．４
文献标志码：Ｂ
文章编号：１０００—３７６２（２０１１）０４—０００１—０３
ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓ
ｏｎ
ＷｅｄｇｅＡｎｇｌｅｏｆＳｐｒａｇＯｖｅｒｒｕｎｎｉｎｇＣｌｕｔｃｈ
ＬＩＳｈｅｎ—ｈｕａ，ＣＨＥＮＨｕａｉ—ｇａｎｇ
（Ｌｕｏｙａｎｇ
ＢｅａｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ
４７１０３９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｓｐｒａｇｏｖｅｒｒｕｎｎｉｎｇｃｌｕｔｃｈａ聆ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ａｎｄｔｈｅｓｅｌｆ—ｌｏｃｋｉｎｇｃｏｎｄｉ—
ｔｉｏｎｓａｎｄｉｎｉｔｉａｌｗｅｄｇｅａｎｖ乒ｅ
ｏｆｔｈｅｃｌｕｔｃｈ
ｗｅ４１ｒ
ａｒｅ
ｄｅｄｕｃｅｄ．ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｄｅｓｉｇｎ
ｏｕｔｅｒ
ｏｆｔｈｅ
ｃｌｕｔｃｈ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ
ｏｆｉｎｎｅｒａｎｄ
ｒｉｎｇ
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ｗｏｒｋｉｎｇｗｅｄｇｅ
ａｎｓｈｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｐｒａｇｏｖｅｒｒｕｎｎｉｎｇｃｌｕｔｃｈ；ｉｎｉｔｉａｌ
ｗｅｄｇｅａｎｇｌｅ；ｗｏｒｋｉｎｇｗｅｄｇｅａｎｇｌｅ；ｓｗａｙｂｒａｃｅ；ｓｅｌｆ—ｌｏｃｋ
符号说明
口——接触面半宽，ｍｍ日——斜撑块宽度，ｍｍ
ｐ——静摩擦系数ｐ——综合曲率半径，ｍｍ６——变形量，ｍｍ
伫一斜撑块转角，（。）
１结构及工作原理
超越离合器是一种靠主、从动部分的相对运
动速度变化或回转方向的变换自动接合或脱开的离合器。按照工作原理，超越离合器可分为嵌合式（棘爪式）和摩擦式。斜撑式超越离合器属于摩擦式，其基本结构如图１所示。主要由外环（通常
１
，内，‰——斜撑块与内、外环接触点处的摩
擦力，Ｎ
‘。，ｋ——由于施加扭矩而作用在斜撑块上
的切向力，Ｎ
Ｚ——斜撑块长度，ｍｍｎ——斜撑块个数
Ⅳ。，Ⅳ２——楔紧开始时斜撑块与内、外环间产
生的径向力，Ｎ
ｒ。——斜撑块外侧型面半径，ｍｍｒ；——斜撑块内侧型面半径，ｍｍ尺。——外环内半径，ｍｍＲｄ——外环外半径，ｍｍ尺ｉ——内环外半径，ｍｍＲ。。——内环内半径，ｍｍｚ——斜撑块中心距，ｍｍａ——中心角，（ｏ）
收稿１３期：２０１０—１２—０６；修回日期：２０１１一０１—２５
持架；６一内环（从动元件）
图１斜撑式超越离合嚣结构示意图
ｎ２
２３
４５６
ｌ一外套（主动元件）；２一外保持架；３一弹簧；４一斜撑块；５一内保
万方数据
作主动元件）、内环（通常作从动元件）、成组的斜撑块、内保持架、外保持架及弹簧等组成。
斜撑式超越离合器有２种类型：全相位型和强制连续约束型。全相位型外形结构相对简单，内、外凸轮由单一圆弧构成，加工难度相对强制连续约束型较小，在发动机的减速器和启动系统得到广泛应用；强制连续约束型的斜撑块内凸轮圆弧通常由多个圆弧啮合而成，加工难度大，但安全性能高，在接合与脱开的传动系统中得到广泛应用。
如图１所示，如果外环按逆时针方向的转速ｎ。试图大于内环转速ｎ：时，因弹簧力作用于斜撑块，斜撑块与外环接合面的摩擦力将使斜撑块围绕其自身的中心产生逆时针方向转动，由于斜撑块结构尺寸ｂ（最大升程）大于两环之间的径向距离ａ，于是斜撑块便楔入内、外环之间，从而使两环闭锁，离合器处于传动状态。如果内环按逆时针方向的转速ｎ：试图大于外环转速ｎ。时，在斜撑块和内、外环之间的摩擦力克服弹簧力，引起斜撑块围绕其自身的中心按顺时针方向转动，因斜撑块结构尺寸ｃ（最小升程）小于ａ，斜撑块就脱离楔紧，内、外环彼此独立运动，离合器处于超越状态，此时弹簧迫使斜撑块与两环脱开。
斜撑式超越离合器的工作状态取决于斜撑块的成组摩擦元件。斜撑块是关键元件，离合器依靠其在内、外环之间的楔紧作用来传递扭矩。离合器的楔角主要由外环内半径，内环外半径及斜撑块内、外凸轮半径决定。初始楔角是离合器刚启动时所形成的楔角；工作楔角是离合器在加载过程中所形成的楔角。初始楔角和工作楔角决定了斜撑式超越离合器的综合性能。初始楔角过小会影响离合器的脱开并在超越状态下加速斜撑块和内环的磨损，使离合器过早失效；工作楔角过大
会出现打滑和斜撑块翻转，使离合器不能自锁。
２斜撑块自锁条件与楔角的计算
２．１自锁条件
斜撑块与内、外环间的几何关系如图２所示。选择适当初始楔角是实现斜撑式超越离合器正常工作的关键。与滚柱离合器不同的是在斜撑式离合器中有２个不等的楔角，一个在内环接触点（即切点Ｑ）处，另一个在外环接触点（即切点ｒ）处。图２中从内、外环的旋转中心０通过斜撑块表面
曲率半径的中心Ａ和Ｂ点作两条射线伽和ＯＢ，伽和ＯＢ之间形成的夹角为妒，直线ＱＴ同时与
万方数据
《轴承）２０１１．Ｎｏ．４
射线ＤＡ和ＯＢ相交，分别形成斜撑块与外环和内环的楔角肜和ｙ。
图２斜撑块的几何关系
如果要保证斜撑式超越离合器正常工作，初始楔角应当使
Ｆａ＞Ｆｑｌ，
（１）Ｆ外＞％。
（２）
否则，斜撑块不能自锁，离合器不能正常传递扭矩。
斜撑块与内、外环接触处的摩擦力为
Ｆ内＝ｐｊｒ。，
（３）Ｆ外＝ｇ／ｖ２。
（４）内、外环作用在斜撑块上的切向力为
Ｆｑｌ＝Ｎ１ｔａｎＶ，
（５）Ｆ以＝Ⅳ２ｔａｎＷ。（６）
由（１）～（６）式得，要使离合器正常工作需同
时满足ｐ＞ｔａｎ
Ｖ，肛＞ｔａｎ
Ｗ。由图２几何关系知，ｙ
＞Ｗ，则只要保证肛＞ｔａｎＶ，即可保证斜撑式超越离合器正常工作。２．２楔角的推导
在／ＸＯＡＢ中，［ＯＡＢ＝９０。＋ｎ＋ａ，ＯＢ＝Ｒｉ＋ｒ；，ＯＡ＝Ｒ。一ｒ。。ＡＢ为斜撑块的中心距，令ＡＢ＝ｚ。由余弦定理得
叭州…挑，＝坠高掣，
ｃ０８￡ＯＡＢ＝
ＯＡ２＿ＬＡＢ２一ＯＢ２２×ＯＡ×ＡＢ
’
所以力…ｉｎ盟％罢争！～
由正弦定理得
』墨．一
堡墨
ｓｉｎ哕一ｓｉｎ（９０。＋ｎ＋ａ）’
李慎华，等：斜撑式超越离合器楔角的计算分析
舢＝删ｎ谢。
・３・
—１６．２９９
４０，蛾＝１．１４３６０，Ｗｔ＝２．９９０５ｏ，ｙＩ＝
孵＋吼＝４．１３４２０，结果满足自锁条件。如图２所示，过Ｑ点作ＯＴ的垂线，垂足为Ｅ。
在ＡＯＱＥ中，ＱＥ＝Ｒｉｓｉｎ缈，ＯＥ＝ＲｉＣＯＳ蛾
４
在△叩Ｔ中形…ａｎ嵩，内、外环磨损对工作楔角的影响
斜撑式超越离合器的楔角主要取决于外环内
…一ａｒｃ咖嵩＋
半径，内环外半径及斜撑块内、外凸轮半径。因此内、外环磨损时会对工作楔角产生很大的影响。表１，表２分别列出了上述实例当内环Ｒ；的磨损
…＾：＿Ｚｃｏｓ（以＋ａ）
黜射ｎ］瓦斧。
△Ｉ＝０．０５，０．１０，０．２０ｍｉｌｌ和外环尺。磨损Ａ２＝
０．０５，０．１０，０．２０
ｍＩｉｌ后工作楔角的变化情况。从
表中可以看出，内环磨损比外环磨损导致工作楔３
实例分析
角变化稍大，当内环或外环磨损量为０．２０ｍｍ时，为了对离合器的超越和传动状态都提供最佳离合器存在安全隐患，由于在工作中内、外环会同的楔角，在设计斜撑块时要充分考虑各种参数对楔时磨损，所以建议内环或外环的磨损量大于０．１０角的影响，对参数进行优化处理，满足加载到设计ｍｍ时，更换新的内环或外环。
扭矩后ｐ＞ｔａｎＶ。碳素钢静态摩擦系数肛＝０．１２，表１
内环足磨损后的工作楔角
即ｔａｎＶ＜０．１２，所以Ｖ＜６．８０。考虑到安全系数，一般加载到设计扭矩后取Ｖ＝４０～５“１｜。所以取离合器自锁条件为ｙ≤５０。
某型号离合器的工作条件及结构参数为：转速，ｌ。＝２００００
ｒ／ｍｉｎ，功率Ｐ。＝１
１２０
ｋＷ，设计扭
矩Ｔ＝５３５
Ｎ・ｍ，Ｒ。＝３０．５５６２ｍｍ，Ｒｅｄ＝３８．７３５
ｍｍ，Ｒｉ＝２２．２２５ｍｍ，Ｒｉｄ＝１５．８７５ｍｉｌｌ，ｎ＝３６，ｂ＝４．４９５８ｍｍ，Ｚ＝１６．８９１ｍｍ；ｒ。＝４．５２１２ｍｍ，ｒｉ＝４．４９５８ｍｍ，ａ＝４９．８２１ｏ，Ｚ＝０．７４６８ｍｍ。
５
初始楔角计算结果为：力＝１６．５４４
５结束语
ｏ，妒＝
０．６４１
９。，Ｗ＝１．７１１７０，Ｖ＝Ｗ＋哕＝２．３５３６
初始楔角的计算是超越离合器设计的关键，
ｏ。
通过上面提供的参数，利用Ｐａｌｍｇｒｅｎ【２１给出楔角的大小要满足离合器工作状态的需要，既在的钢对钢的线性变形公式和Ｈｅｒｔｚ公式”Ｊ，分别计超越时不能发生自锁，楔紧同步转动时又不能脱算离合器加载到设计扭矩时的斜撑块变形量和接开。通常在保证离合器不打滑的条件下，应取较
触宽度，从而可知Ｒ。，尺；，ｒＩ和ｒｅ的变化情况。
大的楔角，以提高承载能力，延长使用寿命。
斜撑块变形量为
６＝３．８４×１０—５矿９／ｚｏ．８。
参考文献：
［１］
闻邦椿，张义民．机械设计手册［Ｍ］．北京：机械工业斜撑块接触面半宽为
出版社，２００９．［２］Ｈａｒｒｉｓ
Ｔ
Ａ．滚动轴承分析［Ｍ］．罗继伟，译．洛阳：洛
阳轴承研究所，１９９７．［３］
邱宣怀，郭可谦．机械设计［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９９７．
从而计算出达到设计扭矩时的工作楔角如＝（编辑：温朝杰）
≯坐坐业业坐啦坐簟擘簟簟业业囊业业囊业业誓１
业业业盥业业坐业业业坐业业囊业业坐业业业囊坐％
；
本刊２０１
１年第３期第１页《烧结机卡轮用满装圆柱滚子轴承》：｝
ｉ一文应补充通讯作者：张钢，上海大学；Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｇ＠ｓｈｕ．ｅｄｕ．ｃａｏ
机电工程与自动化学院，：｝
。
；
万方数据
斜撑式超越离合器楔角的计算分析
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
李慎华， 陈怀刚， LI Shen-hua， CHEN Huai-gang洛阳轴研科技股份有限公司,河南,洛阳,471039轴承BEARING 2011(4)
参考文献(3条)
1. 闻邦椿;张义民 机械设计手册 20092. Harris T A;罗继伟 滚动轴承分析 19973. 邱宣怀;郭可谦 机械设计 1997
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4. 何明生. 严宏志. HE Ming-sheng. YAN Hong-zhi 径向安装误差对斜撑离合器楔合特性影响的仿真[期刊论文]-计算机工程与设计2010,31(22)
5. 谢明军. 陈国定. Xie Mingjun. Chen Guoding 制造误差对超越离合器滚柱失效的影响分析[期刊论文]-机械传动2008,32(4)
6. 王楠. 黄致新. 王娟 自行车在运动中如何避免"翻车"[期刊论文]-高等函授学报（自然科学版）2007,21(5)7. 顾俊. 严宏志. 朱自冰. 杨振蓉. 蒋燕英. GU Jun. YAN Hong-zhi. ZHU Zi-bing. YANG Zhen-rong. JIANG Yan-ying 斜撑式超越离合器楔块的曲线拟合及寿命预测[期刊论文]-现代制造工程2009(3)
8. 黄靖远. 张济政. 孙吉平. 黄华星. 杨润泽. 权英华. 李靖 链环式超越离合器自锁特性分析及全区间自锁的实现[期刊论文]-机械科学与技术2004,23(2)
9. 孙吉平. 高志. 黄靖远. 张济政. 黄华星. 权英华 链环式超越离合器自锁条件及数学模型[期刊论文]-清华大学学报(自然科学版)2003,43(8)
10. 詹永红. 容丽萍. 黄福兴 装载机变速器常用超越离合器的分析与比较[期刊论文]-工程机械2002,33(1)
引用本文格式：李慎华. 陈怀刚. LI Shen-hua. CHEN Huai-gang 斜撑式超越离合器楔角的计算分析[期刊论文]-轴承 2011(4)
！墨塑！Ｑ鲤二兰！丝
ＣＮ４ｌ—１１４８／ＴＨ
轴承２０１１年４期
Ｂｅａｒｉｎｇ２０１１，Ｎｏ．４
ｌ一３
．一产品设计与应用◆
斜撑式超越离合器楔角的计算分析
李慎华，陈怀刚
（洛阳轴研科技股份有限公司，河南
洛阳４７１０３９）
摘要：介绍了斜撑式超越离合器的结构及工作原理，推导了该离合器的自锁条件与初始楔角，为斜撑式超越离合器的设计提供理论依据，最后分析了内、外环的磨损对工作楔角的影响。关键词：斜撑式超越离合器；初始楔角；工作楔角；斜撑块；自锁中图分类号：ＴＨｌ３３．４
文献标志码：Ｂ
文章编号：１０００—３７６２（２０１１）０４—０００１—０３
ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓ
ｏｎ
ＷｅｄｇｅＡｎｇｌｅｏｆＳｐｒａｇＯｖｅｒｒｕｎｎｉｎｇＣｌｕｔｃｈ
ＬＩＳｈｅｎ—ｈｕａ，ＣＨＥＮＨｕａｉ—ｇａｎｇ
（Ｌｕｏｙａｎｇ
ＢｅａｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ
４７１０３９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｓｐｒａｇｏｖｅｒｒｕｎｎｉｎｇｃｌｕｔｃｈａ聆ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ａｎｄｔｈｅｓｅｌｆ—ｌｏｃｋｉｎｇｃｏｎｄｉ—
ｔｉｏｎｓａｎｄｉｎｉｔｉａｌｗｅｄｇｅａｎｖ乒ｅ
ｏｆｔｈｅｃｌｕｔｃｈ
ｗｅ４１ｒ
ａｒｅ
ｄｅｄｕｃｅｄ．ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｄｅｓｉｇｎ
ｏｕｔｅｒ
ｏｆｔｈｅ
ｃｌｕｔｃｈ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ
ｏｆｉｎｎｅｒａｎｄ
ｒｉｎｇ
ｏｎ
ｗｏｒｋｉｎｇｗｅｄｇｅ
ａｎｓｈｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｐｒａｇｏｖｅｒｒｕｎｎｉｎｇｃｌｕｔｃｈ；ｉｎｉｔｉａｌ
ｗｅｄｇｅａｎｇｌｅ；ｗｏｒｋｉｎｇｗｅｄｇｅａｎｇｌｅ；ｓｗａｙｂｒａｃｅ；ｓｅｌｆ—ｌｏｃｋ
符号说明
口——接触面半宽，ｍｍ日——斜撑块宽度，ｍｍ
ｐ——静摩擦系数ｐ——综合曲率半径，ｍｍ６——变形量，ｍｍ
伫一斜撑块转角，（。）
１结构及工作原理
超越离合器是一种靠主、从动部分的相对运
动速度变化或回转方向的变换自动接合或脱开的离合器。按照工作原理，超越离合器可分为嵌合式（棘爪式）和摩擦式。斜撑式超越离合器属于摩擦式，其基本结构如图１所示。主要由外环（通常
１
，内，‰——斜撑块与内、外环接触点处的摩
擦力，Ｎ
‘。，ｋ——由于施加扭矩而作用在斜撑块上
的切向力，Ｎ
Ｚ——斜撑块长度，ｍｍｎ——斜撑块个数
Ⅳ。，Ⅳ２——楔紧开始时斜撑块与内、外环间产
生的径向力，Ｎ
ｒ。——斜撑块外侧型面半径，ｍｍｒ；——斜撑块内侧型面半径，ｍｍ尺。——外环内半径，ｍｍＲｄ——外环外半径，ｍｍ尺ｉ——内环外半径，ｍｍＲ。。——内环内半径，ｍｍｚ——斜撑块中心距，ｍｍａ——中心角，（ｏ）
收稿１３期：２０１０—１２—０６；修回日期：２０１１一０１—２５
持架；６一内环（从动元件）
图１斜撑式超越离合嚣结构示意图
ｎ２
２３
４５６
ｌ一外套（主动元件）；２一外保持架；３一弹簧；４一斜撑块；５一内保
万方数据
作主动元件）、内环（通常作从动元件）、成组的斜撑块、内保持架、外保持架及弹簧等组成。
斜撑式超越离合器有２种类型：全相位型和强制连续约束型。全相位型外形结构相对简单，内、外凸轮由单一圆弧构成，加工难度相对强制连续约束型较小，在发动机的减速器和启动系统得到广泛应用；强制连续约束型的斜撑块内凸轮圆弧通常由多个圆弧啮合而成，加工难度大，但安全性能高，在接合与脱开的传动系统中得到广泛应用。
如图１所示，如果外环按逆时针方向的转速ｎ。试图大于内环转速ｎ：时，因弹簧力作用于斜撑块，斜撑块与外环接合面的摩擦力将使斜撑块围绕其自身的中心产生逆时针方向转动，由于斜撑块结构尺寸ｂ（最大升程）大于两环之间的径向距离ａ，于是斜撑块便楔入内、外环之间，从而使两环闭锁，离合器处于传动状态。如果内环按逆时针方向的转速ｎ：试图大于外环转速ｎ。时，在斜撑块和内、外环之间的摩擦力克服弹簧力，引起斜撑块围绕其自身的中心按顺时针方向转动，因斜撑块结构尺寸ｃ（最小升程）小于ａ，斜撑块就脱离楔紧，内、外环彼此独立运动，离合器处于超越状态，此时弹簧迫使斜撑块与两环脱开。
斜撑式超越离合器的工作状态取决于斜撑块的成组摩擦元件。斜撑块是关键元件，离合器依靠其在内、外环之间的楔紧作用来传递扭矩。离合器的楔角主要由外环内半径，内环外半径及斜撑块内、外凸轮半径决定。初始楔角是离合器刚启动时所形成的楔角；工作楔角是离合器在加载过程中所形成的楔角。初始楔角和工作楔角决定了斜撑式超越离合器的综合性能。初始楔角过小会影响离合器的脱开并在超越状态下加速斜撑块和内环的磨损，使离合器过早失效；工作楔角过大
会出现打滑和斜撑块翻转，使离合器不能自锁。
２斜撑块自锁条件与楔角的计算
２．１自锁条件
斜撑块与内、外环间的几何关系如图２所示。选择适当初始楔角是实现斜撑式超越离合器正常工作的关键。与滚柱离合器不同的是在斜撑式离合器中有２个不等的楔角，一个在内环接触点（即切点Ｑ）处，另一个在外环接触点（即切点ｒ）处。图２中从内、外环的旋转中心０通过斜撑块表面
曲率半径的中心Ａ和Ｂ点作两条射线伽和ＯＢ，伽和ＯＢ之间形成的夹角为妒，直线ＱＴ同时与
万方数据
《轴承）２０１１．Ｎｏ．４
射线ＤＡ和ＯＢ相交，分别形成斜撑块与外环和内环的楔角肜和ｙ。
图２斜撑块的几何关系
如果要保证斜撑式超越离合器正常工作，初始楔角应当使
Ｆａ＞Ｆｑｌ，
（１）Ｆ外＞％。
（２）
否则，斜撑块不能自锁，离合器不能正常传递扭矩。
斜撑块与内、外环接触处的摩擦力为
Ｆ内＝ｐｊｒ。，
（３）Ｆ外＝ｇ／ｖ２。
（４）内、外环作用在斜撑块上的切向力为
Ｆｑｌ＝Ｎ１ｔａｎＶ，
（５）Ｆ以＝Ⅳ２ｔａｎＷ。（６）
由（１）～（６）式得，要使离合器正常工作需同
时满足ｐ＞ｔａｎ
Ｖ，肛＞ｔａｎ
Ｗ。由图２几何关系知，ｙ
＞Ｗ，则只要保证肛＞ｔａｎＶ，即可保证斜撑式超越离合器正常工作。２．２楔角的推导
在／ＸＯＡＢ中，［ＯＡＢ＝９０。＋ｎ＋ａ，ＯＢ＝Ｒｉ＋ｒ；，ＯＡ＝Ｒ。一ｒ。。ＡＢ为斜撑块的中心距，令ＡＢ＝ｚ。由余弦定理得
叭州…挑，＝坠高掣，
ｃ０８￡ＯＡＢ＝
ＯＡ２＿ＬＡＢ２一ＯＢ２２×ＯＡ×ＡＢ
’
所以力…ｉｎ盟％罢争！～
由正弦定理得
』墨．一
堡墨
ｓｉｎ哕一ｓｉｎ（９０。＋ｎ＋ａ）’
李慎华，等：斜撑式超越离合器楔角的计算分析
舢＝删ｎ谢。
・３・
—１６．２９９
４０，蛾＝１．１４３６０，Ｗｔ＝２．９９０５ｏ，ｙＩ＝
孵＋吼＝４．１３４２０，结果满足自锁条件。如图２所示，过Ｑ点作ＯＴ的垂线，垂足为Ｅ。
在ＡＯＱＥ中，ＱＥ＝Ｒｉｓｉｎ缈，ＯＥ＝ＲｉＣＯＳ蛾
４
在△叩Ｔ中形…ａｎ嵩，内、外环磨损对工作楔角的影响
斜撑式超越离合器的楔角主要取决于外环内
…一ａｒｃ咖嵩＋
半径，内环外半径及斜撑块内、外凸轮半径。因此内、外环磨损时会对工作楔角产生很大的影响。表１，表２分别列出了上述实例当内环Ｒ；的磨损
…＾：＿Ｚｃｏｓ（以＋ａ）
黜射ｎ］瓦斧。
△Ｉ＝０．０５，０．１０，０．２０ｍｉｌｌ和外环尺。磨损Ａ２＝
０．０５，０．１０，０．２０
ｍＩｉｌ后工作楔角的变化情况。从
表中可以看出，内环磨损比外环磨损导致工作楔３
实例分析
角变化稍大，当内环或外环磨损量为０．２０ｍｍ时，为了对离合器的超越和传动状态都提供最佳离合器存在安全隐患，由于在工作中内、外环会同的楔角，在设计斜撑块时要充分考虑各种参数对楔时磨损，所以建议内环或外环的磨损量大于０．１０角的影响，对参数进行优化处理，满足加载到设计ｍｍ时，更换新的内环或外环。
扭矩后ｐ＞ｔａｎＶ。碳素钢静态摩擦系数肛＝０．１２，表１
内环足磨损后的工作楔角
即ｔａｎＶ＜０．１２，所以Ｖ＜６．８０。考虑到安全系数，一般加载到设计扭矩后取Ｖ＝４０～５“１｜。所以取离合器自锁条件为ｙ≤５０。
某型号离合器的工作条件及结构参数为：转速，ｌ。＝２００００
ｒ／ｍｉｎ，功率Ｐ。＝１
１２０
ｋＷ，设计扭
矩Ｔ＝５３５
Ｎ・ｍ，Ｒ。＝３０．５５６２ｍｍ，Ｒｅｄ＝３８．７３５
ｍｍ，Ｒｉ＝２２．２２５ｍｍ，Ｒｉｄ＝１５．８７５ｍｉｌｌ，ｎ＝３６，ｂ＝４．４９５８ｍｍ，Ｚ＝１６．８９１ｍｍ；ｒ。＝４．５２１２ｍｍ，ｒｉ＝４．４９５８ｍｍ，ａ＝４９．８２１ｏ，Ｚ＝０．７４６８ｍｍ。
５
初始楔角计算结果为：力＝１６．５４４
５结束语
ｏ，妒＝
０．６４１
９。，Ｗ＝１．７１１７０，Ｖ＝Ｗ＋哕＝２．３５３６
初始楔角的计算是超越离合器设计的关键，
ｏ。
通过上面提供的参数，利用Ｐａｌｍｇｒｅｎ【２１给出楔角的大小要满足离合器工作状态的需要，既在的钢对钢的线性变形公式和Ｈｅｒｔｚ公式”Ｊ，分别计超越时不能发生自锁，楔紧同步转动时又不能脱算离合器加载到设计扭矩时的斜撑块变形量和接开。通常在保证离合器不打滑的条件下，应取较
触宽度，从而可知Ｒ。，尺；，ｒＩ和ｒｅ的变化情况。
大的楔角，以提高承载能力，延长使用寿命。
斜撑块变形量为
６＝３．８４×１０—５矿９／ｚｏ．８。
参考文献：
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闻邦椿，张义民．机械设计手册［Ｍ］．北京：机械工业斜撑块接触面半宽为
出版社，２００９．［２］Ｈａｒｒｉｓ
Ｔ
Ａ．滚动轴承分析［Ｍ］．罗继伟，译．洛阳：洛
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邱宣怀，郭可谦．机械设计［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９９７．
从而计算出达到设计扭矩时的工作楔角如＝（编辑：温朝杰）
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本刊２０１
１年第３期第１页《烧结机卡轮用满装圆柱滚子轴承》：｝
ｉ一文应补充通讯作者：张钢，上海大学；Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｇ＠ｓｈｕ．ｅｄｕ．ｃａｏ
机电工程与自动化学院，：｝
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万方数据
斜撑式超越离合器楔角的计算分析
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
李慎华， 陈怀刚， LI Shen-hua， CHEN Huai-gang洛阳轴研科技股份有限公司,河南,洛阳,471039轴承BEARING 2011(4)
参考文献(3条)
1. 闻邦椿;张义民 机械设计手册 20092. Harris T A;罗继伟 滚动轴承分析 19973. 邱宣怀;郭可谦 机械设计 1997
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引用本文格式：李慎华. 陈怀刚. LI Shen-hua. CHEN Huai-gang 斜撑式超越离合器楔角的计算分析[期刊论文]-轴承 2011(4)